ANÁLISE EXERGÉTICA DE UM SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO POR...

ALMEIDA; BARDOSA & FONTES (2010)

HOLOS, Ano 26, Vol. 3 69

ANÁLISE EXERGÉTICA DE UM SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO POR

ABSORÇÃO DE SIMPLES EFEITO OPERANDO COM O PAR LiBr/H2O

Igor Marcel Gomes Almeida

Engenheiro Mecânico, Especialização em Termociências, Mestrando em Engenharia

Mecânica. Departamento de Refrigeração e Climatização. Instituto Federal de Educação,

Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte, Campus Santa Cruz. E-mail:

[email protected]

Cleiton Rubens Formiga Barbosa

Engenheiro Mecânico, Doutor em Engenharia Mecânica. Núcleo de Máquinas e Sistemas

Térmicos (NMST), Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade Federal do Rio

Grande do Norte. E-mail: [email protected]

Francisco de Assis Oliveira Fontes

Engenheiro Mecânico, Doutor em Engenharia Química, Núcleo de Máquinas e Sistemas

Térmicos (NMST), Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade Federal do Rio

Grande do Norte. E-mail: [email protected]

RESUMO

A segunda lei da termodinâmica trata da qualidade da energia. Mais especificamente, trata

da degradação de energia durante um processo, a geração de entropia, e as perdas de

oportunidade da realização de trabalho, o que oferece muita margem para melhorias. O

objetivo deste trabalho é identificar os principais fatores que afetam o desempenho de um

sistema de refrigeração por absorção de simples efeito (chiller) que utiliza o par

água/brometo de lítio como fluidos refrigerantes e tem como fonte térmica rejeitos

provenientes de um grupo motor/gerador elétrico, constituinte de uma planta de cogeração.

O sistema tem capacidade de refrigeração entre 4 a 16 TR. A análise exergética foi

realizada de modo que a eficácia dos componentes do sistema pôde ser estimada e

classificada, permitindo direcionar os esforços no sentido de melhorar e identificar os

principais pontos de perda de eficiência no ciclo. As análises revelaram que o gerador e o

absorvedor apresentam as maiores fontes de perdas no sistema e os esforços devem ser

direcionados de modo a aprimorar o desempenho destes componentes.

PALAVRAS-CHAVE: cogeração, refrigeração por absorção, análise exergética,

irreversibilidades.

EXERGY ANALYSIS OF AN SINGLE-EFFECT ABSORPTION

REFRIGERATION SYSTEM OPERATING WITH THE LiBr/H2O PAIR

ABSTRACT

The second law of thermodynamics deals with the quality of energy. More specifically, it

is concerned with the degradation of energy during a process, the entropy generation, and

the lost opportunities to do work; and it offers plenty of room for improvements. The aim

of this paper is identify the main factors affecting the performance of an single-effect

absorption refrigeration system (chiller) using lithium bromide/water pair as refrigerants

and use waste heat for source from a engine/electric generator, integranf of an cogeneration

plant. The refrigeration capacity of system is 4 at 16 TR. The exergy analysis was

mailto:[email protected]





performed so that the effectiveness of the system components could be estimated and

ranked, allowing direct efforts to improve and identify the main points of efficiency loss in

the cycle. The analysis revealed that the generator and absorber have the largest sources of

losses in the system and efforts should be directed to improve the performance of these

components.

KEYWORDS: cogeneration, absorption refrigeration, exergy analysis, irreversibilities.



ANÁLISE EXERGÉTICA DE UM SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO POR

ABSORÇÃO DE SIMPLES EFEITO OPERANDO COM O PAR LiBr/H2O

INTRODUÇÃO

A cogeração corresponde à produção simultânea de diferentes formas de energia útil, como

as energias eletromecânica e térmica, para suprir as necessidades de uma unidade de

processo a partir de uma mesma fonte energética primária, resultando em um aumento da

eficiência global do ciclo térmico. Tecnicamente, a cogeração se destaca dentre as demais

formas de geração, principalmente por ser uma tecnologia ecológica, apresentando

menores índices de emissão de poluentes, ser uma prática cuja tecnologia pode ser

facilmente dominada além de garantir maior confiabilidade na geração de insumos

energéticos (Balestieri, 2002). Existem diversas configurações de centrais de cogeração,

uma das mais utilizadas consiste na interligação de uma unidade geradora de energia

elétrica, geralmente um motor de combustão interna e um gerador elétrico, e um sistema de

refrigeração por absorção, que aproveita os rejeitos térmicos do motor de combustão para a

produção de frio.

A crise energética dos anos 70 e a ênfase continuada em eficiência (conservação dos

recursos combustíveis) levou a uma necessidade de revisão completa da forma como os

sistemas energéticos podem ser analisados e melhorados termodinamicamente. A nova

metodologia é a análise exergética que diz respeito a uma otimização dos componentes do

ponto de vista termodinâmico, ou minimização da geração de entropia. Este novo método

é baseado na aplicação simultânea da primeira lei e da segunda lei na análise e projeto

(Bejan, 2002). O projeto de um sistema energético com baixo custo e alta eficiência é um

dos parâmetros essenciais para o desenvolvimento sustentável. Um princípio que é

apresentado como eficiente consiste na exergia, trata-se de uma ferramenta que revela as

oportunidades de se obter alta eficiência aliada ao baixo custo de desenvolvimento (El-

Sayed, 2002).

Na engenharia termodinâmica atual, grande ênfase tem sido dada na identificação de

mecanismos e componentes de sistemas que são responsáveis por perdas termodinâmicas,

dimensão destas perdas (análise exergética), meios de minimização das perdas do sistema

(minimização da geração de entropia) e minimização dos custos totais associados com a

construção e operação do sistema energético (Bejan, 2002).

De acordo com Stegou-Sagia e Paignigiannis (2003) perdas de exergia são inevitáveis

devido a todos os processos naturais serem irreversíveis. Tecnicamente e economicamente

falando, a exergia é valiosa e, como conseqüência, sempre que se tenta resolver um

problema através da aplicação da análise exergética, espera-se mensurar uma perda

específica contribuindo para a redução dos custos operacionais. Ainda dentro deste

contexto, as decisões acerca da utilização de recursos e dos projetos técnicos eram

tradicionalmente baseadas nos parâmetros convencionais de performance, economia,

confiabilidade e segurança. Nas décadas recentes, novos parâmetros como danos

ambientais e escassez de recursos têm ingressado na lista para formulação de decisões

concretas. Porém, os conceitos de eficiências e perdas têm sido também importantes

(Rosen, 2002).

Do ponto de vista específico dos sistemas de refrigeração, os processos termodinâmicos

envolvidos se configuram com a ocorrência da troca de grandes quantidades de calor com



o meio. A transferência de calor entre o sistema e o ambiente que ocorre a uma diferença

de temperatura finita é a maior causa de irreversibilidades no ciclo. A primeira lei da

termodinâmica inclui unicamente a conservação de energia e não fornece informações de

como a performance do sistema é degradada, esta lei fornece somente uma ferramenta

necessária para a quantificação da energia durante um processo e não oferece a

possibilidade de avanços de engenharia (Yumrutaş et al., 2002). A segunda lei, no entanto,

trabalha com a qualidade da energia, esta lei se apresenta como uma ferramenta muito

eficaz na otimização de sistemas termodinâmicos complexos. Mais especificamente, está

centrada na degradação da energia durante um processo, a geração de entropia e a perda de

oportunidades de realização de trabalho (Çengel e Boles, 2001).

Já é consolidado na literatura que os sistemas de refrigeração por absorção apresentam

coeficiente de performance (COP) muito baixo, entre 0,4 a 0,8 para sistemas de simples

efeito. Desta forma, diversas pesquisas têm sido realizadas no intuito de localizar as

principais fontes de perda de eficiência destes sistemas. A análise pela segunda lei da

termodinâmica (exergia) tem sido a principal aliada para a busca do aperfeiçoamento

destes ciclos, a qual está preocupada com a degradação da energia, a geração de entropia e,

consequentemente, as perdas de oportunidade da realização de trabalho, identificando os

pontos críticos que requerem os esforços principais no sentido de aprimorar a performance

de sistemas. O método da exergia, conhecido como análise pela segunda lei, calcula a

perda de exergia causada pelas irreversibilidades, sendo assim uma importante propriedade

termodinâmica, pois indica o trabalho útil que pode ser produzido por uma substância ou a

quantidade de trabalho necessária para concluir um determinado processo, fornecendo

informações a respeito da ocorrência de ineficiências do sistema (Talbi e Agnew, 2002).

Aphornratana e Eames (1995) foram os pioneiros na utilização da análise exergética e

desenvolveram uma metodologia de fácil aplicação para o uso da análise pela segunda lei

em ciclos de refrigeração por absorção de simples efeito que utilizam o par água/brometo

de lítio (H2O/LiBr). Os autores apresentam ainda um método simples para determinação da

entropia de soluções de água/brometo de lítio. Talbi e Agnew (2002) calcularam as perdas

de exergia inerentes a um sistema de refrigeração por absorção de simples efeito utilizando

água/brometo de lítio, os autores concluíram que as trocas de calor à temperaturas

consideravelmente superiores a ambiente são as maiores fontes de de perda de exergia nos

componentes do sistema. O absorvedor apresentou a maior taxa de perda de exergia, cerca

de 59%. Lee e Sherif (2001) analisaram com base na primeira e segunda lei da

termodinâmica um sistema de absorção utilizando água/brometo de lítio para aplicações de

aquecimento e resfriamento. Os autores determinaram o COP e a eficiência exergética do

sistema sob diferentes condições de operação e avaliaram os fatores de maior influência na

performance do ciclo. Fornecem ainda uma metodologia para determinação da entropia e

exergia de soluções de H2O/LiBr. Sencan et al. (2005) aplicaram o método da exergia em

um ciclo de absorção de simples efeito operando com H2O/LiBr, o autores avaliaram a

perda de exergia, entalpia, entropia, temperatura, vazão mássica e fluxo de calor em cada

componente do sistema. Os resultados obtidos mostraram que as perdas de exergia no

condensador e evaporador são menores que no gerador e no absorvedor. Os autores

atribuem este fato ao calor envolvido durante a mistura das soluções que ocorrem nestes

componentes e que não está presente nos fluidos puros, como é o caso do estado dos

fluidos no condensador e evaporador. Kilic e Kaynakli (2007) citam que a aplicação da

segunda lei da termodinâmica em sistemas de refrigeração por absorção facilita a

identificação de componentes com grande perda de exergia, permitindo direcionar os

esforços de se obter sistemas com alta eficiência da segunda lei.



Neste sentido, com base nos trabalhos teóricos e computacionais disponíveis na literatura,

o objetivo deste trabalho é aplicar o método da exergia em um chiller de absorção de

simples efeito para fins de climatização a partir de rejeitos térmicos de uma unidade de

cogeração. A análise será realizada em cada componente do sistema, estimando as perdas

de exergia que existem no ciclo com o auxílio de uma plataforma desenvolvida no EES

(Engineering Equation Solver) para determinação das propriedades termodinâmicas da

solução H2O/LiBr em todo o ciclo. Este artigo consiste em um estudo de caso da análise

exergética aplicada a sistemas de refrigeração por absorção.

DESCRIÇÃO DO SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO POR ABSORÇÃO

A central de cogeração é composta basicamente por um grupo gerador movido a gás

natural, caldeira de recuperação de calor dos gases de combustão, trocador de calor para a

água das camisas do motor, sistema de refrigeração por absorção de simples estágio de 16

TR (capacidade máxima), caldeira a gás natural, torre de arrefecimento de água e outros

componentes auxiliares como bombas, trocadores de calor, válvulas e torre de

arrefecimento. A central opera no regime topping, no qual a energia elétrica é gerada com

prioridade sobre a térmica. O calor dos gases de exaustão e das camisas do motor é

recuperado a partir de uma caldeira recuperadora de calor que fornece calor necessário

para acionamento do chiller, obtendo-se água gelada que em seguida é direcionada para um

sistema de condicionamento de ar do tipo fan-coil. O sistema de refrigeração por absorção

utiliza água quente como fonte térmica para o gerador. A figura 1 apresenta a configuração

utilizada na central de cogeração.

Figura 1 - Configuração da central de cogeração, com sistema de refrigeração

por absorção (SRA) e caldeira de recuperação de calor (CR). Fonte: Balestieri, 2002.

O objetivo da presente análise é aplicar o método da exergia apenas ao sistema de

refrigeração da central de cogeração. Uma representação do ciclo de refrigeração proposto

é mostrada na figura 2 a seguir.



Figura 2 - Representação do sistema de refrigeração por absorção.

O sistema é composto por bomba de circulação da solução, trocador de calor, gerador,

absorvedor, condensador, evaporador e válvulas de expansão. Observando a figura 2, os

pontos 17 e 18 se referem ao fornecimento e rejeição da água quente no gerador,

proveniente da caldeira de recuperação de calor. No absorvedor, condensador e evaporador

utiliza-se água como meio de troca de calor. A água utilizada previamente no absorvedor é

em seguida fornecida ao condensador, sendo depois enviada à torre de arrefecimento. No

evaporador utiliza-se água fria, obtendo-se a diminuição de temperatura desta e seu

posterior fornecimento ao circuito de ar condicionado (sistema fan-coil). A tabela 1

apresenta os pontos característicos do ciclo e seus parâmetros funcionais proposto por

Santos et al. (2005). Onde são fornecidos os dados de pressão dos fluidos P (kPa),

temperatura T (oC), vazão mássica m (kg/s) e concentração da mistura x (%).

Tabela 1: Pontos característicos do sistema de refrigeração por absorção.

Ponto P (kPa) T (oC) m (kg/s) x (%) Ponto P (kPa) T (

oC) m (kg/s) x (%)

1 0,87 34,44 0,05473 54,9 10 0,87 5 0,007782 -

2 6,275 34,44 0,05473 54,9 11 101,3 12 0,8772 -

3 6,275 63,6 0,05473 54,9 12 101,3 7 0,8772 -

4 6,275 91,13 0,04695 64,0 13 101,3 29,5 1,823 -

5 6,275 52,13 0,04695 64,0 14 101,3 32,45 1,823 -

6 0,87 52,13 0,04695 64,0 15 101,3 32,45 1,823 -

7 6,275 80,59 0,007782 - 16 101,3 35 1,823 -

8 6,275 37 0,007782 - 17 101,3 300 0,2143 -

9 0,87 5 0,007782 32,0 18 101,3 200 0,2143 -



ANÁLISE TERMODINÂMICA

A primeira lei da termodinâmica afirma que a energia é conservada, desta forma, não

demonstra a ocorrência de irreversibilidades em um sistema, como a originada, por

exemplo, pela perda de pressão do fluido refrigerante. De acordo com a primeira lei, todas

as formas de energia são convertidas em outras. No entanto, a segunda lei impõe limitações

a essa conversão de energia. Todos os processos reais são irreversíveis, devido a alguns

fatores, como:

- Atrito fluido, dissipando trabalho na forma de calor;

- Transferência de calor de um corpo a alta temperatura para um corpo a baixa

temperatura;

- Expansão e perda de pressão em processos adiabáticos;

Neste artigo, o modelo matemático adotado é o proposto por Aphornratana e Eames

(1995). As propriedades termodinâmicas dos fluidos de trabalho em todos os pontos do

ciclo (ver tabela 1) foram obtidas mediante modelo computacional proposto por Talbi e

Agnew (2002) e Chua et al. (2000), utilizando o software EES (Engineering Equation

Solver). A tabela 2 apresenta as propriedades termodinâmicas obtidas a partir da simulação

para todos os pontos do ciclo. As propriedades termodinâmicas obtidas consistiram na

entalpia h (kJ/kg) e entropia s (kJ/kgK).

Tabela 2: Propriedades termodinâmicas do sistema de refrigeração por absorção.

Ponto P

(kPa)

T

(oC)

h

(kJ/kg)

s

(kJ/kgK)

Ponto P

(kPa)

T

(oC)

h

(kJ/kg)

s

(kJ/kgK)

1 0,87 34,44 81,847 0,20895 10 0,87 5 2511,0 9,0270

2 6,275 38,21 89,651 0,22312 11 101,3 12 50,49 0,1805

3 6,275 63,6 142,277 0,41230 12 101,3 7 29,48 0,1062

4 6,275 91,13 232,396 0,49650 13 101,3 29,5 123,8 0,4299

5 6,275 52,13 161,484 0,26341 14 101,3 32,45 136,1 0,4705

6 0,87 52,13 161,484 0,26341 15 101,3 32,45 136,1 0,4705

7 6,275 80,59 2651,0 8,56300 16 101,3 35 146,7 0,5052

8 6,275 37 155,1 0,53220 17 101,3 300 3074,0 8,2100

9 0,87 5 155,1 0,53220 18 101,3 200 2875,0 7,8280



EXERGIA

É definida como a máxima quantidade de trabalho reversível que pode ser obtida por um

fluido, e é dada pela equação 1.

)()( 000 ssThh equação (1)

Os termos h0 e s0 representam a entalpia e entropia do fluido a uma condição de referência,

adotou-se a temperatura ambiente de 25ºC e pressão de 101,3 kPa. A variação de exergia

(perda de exergia) é expressa por

WT

TQmm eeii

01 equação (2)

Os dois primeiros termos são os somatórios (balanços) de exergia nas entradas e saídas dos

componentes do sistema de refrigeração. O terceiro termo é a exergia do calor Q que é

transferido a uma temperatura constante T. A exergia do calor é igual ao trabalho obtido

por um motor de Carnot operando entre T e T0. . O último termo é o trabalho mecânico

transferido para o sistema ou pelo sistema.

BALANÇO DE ENERGIA E EXERGIA NOS COMPONENTES

Para cada componente do sistema de absorção mostrado na figura 2, os balanços de energia

e exergia são apresentados abaixo.

Condensador

)()( 151615877 hhmhhmQcon

equação(3)

)( 151615,

máguacon equação(4)

Considera-se que o calor Qcon é rejeitado para a água de resfriamento a uma temperatura

constante Tcon. A irreversibilidade que ocorre durante a troca de calor é mensurada pela

diferença entre a exergia do fluxo de calor Qcon e a variação de exergia na água de

resfriamento:

)(1 1516150

,

mT

TQ

con

concalorcon equação(5)

A irreversibilidade interna é definida como a diferença entre a variação de exergia do

fluido de trabalho (refrigerante ou solução) e a exergia do fluxo de calor Qcon :

con

coninconT

TQm 0

877, 1)( equação(6)

Para os demais componentes, os balanços de energia e exergia são obtidos de forma

similar, as equações são demonstradas abaixo.



Evaporador

)()( 1112111099 hhmhhmQevap

equação(7)

)(1 1112110

,

mT

TQ

evap

evapcalorevap equação(8)

evap

evapinevapT

TQm 0

1099, 1)( equação(9)

)( 111211,

máguaevap equação(10)

Absorvedor

)( 13141311661010 hhmhmhmhmQabs

equação(11)

)(1 1314130

,

mT

TQ

abs

abscalorabs equação(12)

abs

absinabsT

TQmmm 0

11661010, 1 equação(13)

)( 131413,

máguaab equação(14)

Gerador

)( 181717774433 hhmhmhmhmQger equação(15)

)(1 1817170

,

mT

TQ

ger

gercalorger equação(16)

ger

geringerT

TQmmm 0

774433, 1 equação(17)

)( 181717,

máguager equação(18)



Trocador de calor (solução)

55332244,

mmmmcalortc equação(19)

Válvula de expansão (refrigerante)

)( 988,

mrefvalv equação(20)

Razão de circulação da solução

10

1

m

mSCR equação(21)

RESULTADOS E DISCUSSÕES

Aplicando as equações e propriedades termodinâmicas do sistema em uma plataforma

computacional do software EES, obtiveram-se os resultados mostrados nas tabelas abaixo.

Para simplificar a simulação e análise da transferência de calor entre o sistema e o

ambiente o trabalho fornecido à bomba de circulação da solução e as perdas por atrito no

sistema foram negligenciados. A tabela 3 apresenta os resultados obtidos pela aplicação da

primeira lei da termodinâmica nos principais componentes do sistema.

Tabela 3: Fluxos de energia nos componentes do sistema.

Componente Símbolo Fluxo de energia (kW)

Gerador Qg 23,755

Condensador Qc 19,432

Evaporador Qe 18,333

Absorvedor Qa 22,422

Coeficiente de Performance COP 0,771

A análise exergética foi realizada em cada componente. As perdas de exergia são obtidas

utilizando basicamente as Eqs. (1) e (2). As perdas de exergia nos vários componentes do

ciclo são dadas na tabela 4. A perda de exergia é uma quantidade de disponibilidade

consumida em um determinado processo. As irreversibilidades em sistemas de absorção

reduzem o COP e a eficiência exergética a valores abaixo de um ponto ideal devido às

diversas ‘não-idealidades”que existem nos processos. Esta análise enfatiza como as perdas

e irreversibilidades impactam a performance do sistema, sendo uma importante ferramenta

de avaliação e aperfeiçoamento do projeto dos componentes dos sistemas de refrigeração

por absorção. A exergia fornecida representada na coluna 2 da tabela 4 diz respeito ao

somatório das exergias dos fluxos que entram em cada componente (volume de controle).

A exergia recuperada consiste no somatório das exergias dos fluxos que saem de cada

componente.



Tabela 4: Perdas de exergia do sistema de refrigeração por absorção.

Componente Exergia fornecida

(kW)

Exergia recuperada

(kW)

Perda de exergia

(kW)

Gerador 135,376 118,403 16,973

Condensador 1,438 1,111 0,327

Evaporador 1,021 0,6474 0,373

Absorvedor -0,7257 -2,409 1,683

Válvula de

expansão

0,00746 0,00746 -

Trocador de calor 0,6083 0,3350 0,273

Sistema 137,725 118,094 19,631

Nos sistemas de absorção, as principais fontes de irreversibilidades são as relacionadas aos

processos de mistura de dois fluidos que ocorrem no absorvedor e no gerador, com a

evaporação do refrigerante no gerador a uma determinada concentração, que requer uma

grande quantidade de calor para evaporar a um estado puro. O superaquecimento excessivo

da água que ocorre no gerador se constitui como uma fonte de perda termodinâmica,

levando à necessidade de uma maior quantidade de resfriamento no condensador. De

acordo com a tabela 4, o absorvedor e o gerador apresentaram as maiores perdas de exergia

justamente devido às perdas decorrentes do processo de mistura e separação dos fluidos

nestes componentes. Segundo Sencan et al. (2005) estas perdas podem ser reduzidas

mediante a aplicação de uma fonte de calor com uma temperatura mínima necessária aos

processos de absorção e dessorção nestes componentes. Desta forma, é necessária a

avaliação das características termodinâmicas e químicas das misturas para se obter uma

temperatura mínima da fonte de calor que realize estes processos com a maior eficiência

possível.

As perdas que ocorrem no absorvedor são também ocasionadas pela diferença de

temperatura entre este componente e o ambiente. De acordo com Talbi e Agnew (2002),

uma forma de reduzir esta fonte de perda é proporcionar um aumento na área de troca de

calor do absorvedor. Aphornratana e Eames (1995) citam que estas irreversibilidades

podem ser reduzidas através da diminuição da razão de circulação da solução e uso de um

trocador de calor (solução) de maior efetividade, limitada pela temperatura de cristalização

da solução. A razão de circulação da solução é reduzida mediante o aumento da

concentração da solução no absorvedor. Esta concentração aumenta com o aumento da

temperatura ou da pressão, e vice-e-versa. O aumento da temperatura no gerador resulta

em uma razão de circulação da solução menor. No entanto, isto não reduzirá as

irreversibilidades no absorvedor, pois as irreversibilidades internas aumentam com o

aumento da temperatura da solução que entra no absorvedor. Kandlikar apud Aphornratana

e Eames (1995) afirma que o uso do calor rejeitado durante o processo de absorção para

pré-aquecer a solução antes da sua entrada no trocador de calor é um método eficiente de

redução da perda de exergia no absorvedor. Kaushik e Arora (2009) afirmam que a

eficiência exergética do sistema aumenta consideravelmente com o aumento da

temperatura do gerador, tendendo a declinar com a progressão do aumento desta

temperatura. As perdas que ocorrem no condensador resultam da existência do vapor de



água superaquecido que provém do gerador e entra no condensador, onde em seguida

ocorre a transferência de calor a uma temperatura relativamente baixa.

A considerável perda de exergia que ocorre no evaporador é ocasionada principalmente

pela diferença de temperatura entre o ambiente e a temperatura de evaporação do

refrigerante. As irreversibilidades associadas à transferência de calor no evaporador, tem

efeito muito importante na performance do sistema. De acordo com Aphornratana e Eames

(1995), para se obter uma melhor performance do ciclo de refrigeração por absorção, a

prioridade deve ser dada ao evaporador, seguido do absorvedor. Não foram consideradas as

perdas de exergia decorrentes da válvula de expansão (solução) e bomba de circulação da

solução, pois as perdas nestes componentes são muito pequenas comparadas às perdas do

sistema (Kilic e Kaynakli, 2007).

CONCLUSÕES

É fato consumado que sistemas de refrigeração por absorção apresentam penalização da

performance em relação aos sistemas de compressão de vapor. No entanto, este tipo de

ciclo pode ser atrativo na aplicação integrada a sistemas com coletores solares, cogeração e

trigeração. Desta forma, diversas pesquisas têm sido realizadas no intuito de localizar as

principais fontes de perda de eficiência destes sistemas. A análise pela segunda lei da

termodinâmica (exergia) tem sido a principal aliada para a busca do aperfeiçoamento

destes ciclos.

A análise desenvolvida neste estudo pôde mostrar que os principais esforços no sentido de

aperfeiçoamento dos sistemas de refrigeração por absorção devem se concentrar no

desenvolvimento de componentes mais eficientes. Destacando-se principalmente o

gerador, absorvedor e evaporador, que apresentaram as maiores perdas de exergia em todo

o sistema.

A ocorrência das perdas de exergia nos trocadores de calor do sistema (condensador e

evaporador) são principalmente influenciadas pela diferença de temperatura entre estes

componentes e a ambiente.

Do ponto de vista das irreversibilidades no gerador e absorvedor, estas podem ser

reduzidas a valores aceitáveis mediante projeto de um trocador de calor da solução com

alta efetividade, além de dimensionar o ciclo para operar com baixa razão de circulação da

solução (SCR), devendo-se tentar reduzir este parâmetro para valores inferiores a 7,0, de

acordo com Aphornratana e Eames (1995). Outro fator que influencia consideravelmente

na elevada perda de exergia no gerador são as elevadas temperaturas de fornecimento de

calor para o sistema, deve-se estimar valores ótimos de temperatura da fonte térmica para

maior eficiência do gerador.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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